人们对于机械臂的研究由来已久,但大多应用于工业生产中的大型机器人,而对于类人型机器人机械臂的机构研究相对较少。人们在不断找寻与人类肌肉具有类似特性的传动方式,现在研究出来的主要有液压肌肉、气动肌肉等,这些人工肌肉都有各自的弊端。本文主要研究一种基于钢丝绳的腱传动系统,并实现对该系统的精确控制。在对腱传动系统的研究中发现,系统的柔性以及传动空回是暂时已知的会影响系统控制性能的因素,针对这些缺陷,设计适用于本系统的控制器来获得更好的控制性能。论文首先研究了柔索腱传动的典型形式,并类比齿轮中的齿隙模型,对腱传动中产生的空回现象进行数学模型总结分析,选取适用于本系统的空回模型,并对绳索传动空回的产生原因进行分析。本文设计了一套符合系统设计指标的模块化关节,并在此基础上设计了机械臂肩部腱传动系统。针对该传动系统,主要解决系统的柔性及传动空回的影响。为实现系统良好的传动性能,先对传动系统进行动力学建模分析,并分析比较了 PID控制、反步自适应等控制器设计方法,主要研究了采用反步法设计系统控制器,该控制器的使用较好地解决了系统中存在地柔性以及传动空回的影响。本文对控制策略进行了仿真分析,比对了 PID控制及反步法控制的控制性能,理论上验证了反步法自适应控制器对系统的柔性及空回有较好的控制效果。最后,本文对所搭建的实验系统平台进行相关性能的验证,并针对反步法设计的控制器进行相关的实验验证。通过实验结果分析比对,反步自适应控制器对实际系统的传动仍具有良好的性能。